施工生产废水排放前需见证取样员考试时间检验,有工程主办部门根据检验结果确定排放途径,是对还是错

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医疗机构水污染物排放标准
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本标准规定了医疗机构污水、污水处理站产生的废气、污泥的污染物控制项目及其排放和控制限值、处理工艺和消毒要求、取样与监测和标准的实施与监督。
本标准适用于医疗机构污水、污水处理站产生污泥及废气排放的控制,医疗机构建设项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工验收及验收后的排放管理。当医疗机构的办公区、非医疗生活区等污水与病区污水合流收集时,其综合污水排放均执行本标准。建有分流污水收集系统的医疗机构,其非病区生活区污水排放执行GB8978的相关规定。
规范性引用文件
下列标准和本标准表5、表6所列分析方法标准及规范所含条文在本标准中被引用即构成为本标准的条文,与本标准同效。当上述标准和规范被修订时,应使用其最新版本。
GB8978& 污水综合排放标准
GB3838& 地表水环境质量标准
GB3097& 海水水质标准
GB16297 &大气污染物综合排放标准
HJ/T55&& 大气污染物无组织排放监测技术导则
HJ/T91&& 地表水和污水检测技术规范
术语和定义
&& 本标准采用下列定义。
3.1医疗机构 medical organization
指从事疾病诊断、治疗活动的医院、卫生院、疗养院、门诊部、诊所、卫生急救站等。
3.2医疗机构污水 medical organization wastewater
指医疗机构门诊、病房、手术室、各类检验室、病理解剖室、放射室、洗衣房、太平间等处排出的诊疗、生活及粪便污水。当医疗机构其他污水与上述污水混合排出时一律视为医疗机构污水。
3.3污泥 sludge
指医疗机构污水处理过程中产生的栅渣、沉淀污泥和化粪池污泥。
3.4废气 waste gas
指医疗机构污水处理过程中产生的有害气体。
污水排放要求
4.1.1传染病和结核病医疗机构污水排放执行表1的规定。
4.1.2县级及县级以上或20张床位及以上的综合医疗机构和其他医疗机构污水排放执行表2的规定。直接或间接排入地表水体和海域的污水执行排放标准,排入终端已建有正常运行城镇二级污水处理厂的下水道的污水,执行预处理标准。
4.1.3县级以下或20张床位以下的综合医疗机构和其他所有医疗机构污水经消毒处理后方可排放。
4.1.4禁止向GB3838I、II类水域和III类水域的饮用水保护区和游泳区,GB3097一、二类海域直接排放医疗机构污水。
4.1.5带传染病房的综合医疗机构,应将传染病房污水与非传染病房污水分开。传染病房的污水、粪便经过消毒后方可与其他污水合并处理。
4.1.6采用含氯消毒剂进行消毒的医疗机构污水,若直接排入地表水体和海域,应进行脱氯处理,使总余氯小于0.5mg/L。
表1 传染病、结核病医疗机构水污染物排放限值(日均值)
粪大肠菌群数(MPN/L)
肠道致病菌
化学需氧量(COD)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
生化需氧量(BOD)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
悬浮物(SS)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
氨氮(mg/L)
动植物油(mg/L)
石油类(mg/L)
阴离子表面活性剂(mg/L)
色度(稀释倍数)
挥发酚(mg/L)
总氰化物(mg/L)
总汞(mg/L)
总镉(mg/L)
总铬(mg/L)
六价铬(mg/L)
总砷(mg/L)
总铅(mg/L)
总银(mg/L)
总余氯1)2(mg/L)
(直接排入水体的要求)
注:1)采用含氯消毒剂消毒的工艺控制要求为: 消毒接触池的接触时间≥1.5h,
接触池出口总余氯6.5-10 mg/L。
&&& 2)采用其他消毒剂对总余氯不作要求。
表2 综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值(日均值)
预处理标准
粪大肠菌群数(MPN/L)
肠道致病菌
化学需氧量(COD)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
生化需氧量(BOD)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
悬浮物(SS)
浓度 (mg/L)
最高允许排放负荷(g/床位)
氨氮(mg/L)
动植物油(mg/L)
石油类(mg/L)
阴离子表面活性剂(mg/L)
色度(稀释倍数)
挥发酚(mg/L)
总氰化物(mg/L)
总汞(mg/L)
总镉(mg/L)
总铬(mg/L)
六价铬(mg/L)
总砷(mg/L)
总铅(mg/L)
总银(mg/L)
总余氯1)2)(mg/L)
注:1)采用含氯消毒剂消毒的工艺控制要求为:
一级标准:消毒接触池接触时间≥1h,接触池出口总余氯3-10 mg/L。
&&&&&&& 二级标准:消毒接触池接触时间≥1h,接触池出口总余氯2-8 mg/L。
&&& &2)采用其他消毒剂对总余氯不作要求。
废气排放要求
4.2.1污水处理站排出的废气应进行除臭除味处理,保证污水处理站周边空气中污染物达到表3要求。
4.2.2传染病和结核病医疗机构应对污水处理站排出的废气进行消毒处理。
表3 污水处理站周边大气污染物最高允许浓度&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
氨(mg/m3)
硫化氢(mg/m3)
臭气浓度(无量纲)
氯气(mg/m3)
甲烷(指处理站内最高体积百分数 %)
污泥控制与处置
4.3.1栅渣、化粪池和污水处理站污泥属危险废物,应按危险废物进行处理和处置。
4.3.2污泥清淘前应进行监测,达到表4要求。
表4 医疗机构污泥控制标准
医疗机构类别
粪大肠菌群数
肠道致病菌
蛔虫卵死亡率(%)
传染病医疗机构
结核病医疗机构
综合医疗机构和其它医疗机构
处理工艺与消毒要求
5.1医疗机构病区和非病区的污水,传染病区和非传染病区的污水应分流,不得将固体传染性废物、各种化学废液弃置和倾倒排入下水道。
5.2传染病医疗机构和综合医疗机构的传染病房应设专用化粪池,收集经消毒处理后的粪便排泄物等传染性废物。
5.3化粪池应按最高日排水量设计,停留时间为24-36h。清掏周期为180-360d。
5.4医疗机构的各种特殊排水应单独收集并进行处理后,再排入医院污水处理系统。
5.4.1低放射性废水应经衰变池处理。
5.4.2洗相室废液应回收银,并对废液进行处理。
5.4.3口腔科含汞废水应进行除汞处理。
5.4.4检验室废水应根据使用化学品的性质单独收集,单独处理。
5.4.5含油废水应设置隔油池处理。
5.5传染病医疗机构和结核病医疗机构污水处理宜采用二级处理+消毒工艺或深度处理+消毒工艺。
5.6综合医疗机构污水排放执行排放标准时,宜采用二级处理+消毒工艺或深度处理+消毒工艺;执行预处理标准时宜采用一级处理或一级强化处理+消毒工艺。
5.7消毒剂应根据技术经济分析选用,通常使用的有:二氧化氯、次氯酸钠、液氯、紫外线和臭氧等。采用含氯消毒剂时按表1、表2要求设计。
5.7.1采用紫外线消毒,污水悬浮物浓度应小于10 mg/L,照射剂量30-40mJ/cm2,照射接触时间应大于10s或由试验确定。
5.7.2采用臭氧消毒,污水悬浮物浓度应小于20 mg/L,臭氧用量应大于10mg/L,接触时间应大于12min或由试验确定。
取样与监测
污水取样与监测
6.1.1应按规定设置科室处理设施排出口和单位污水外排口,并设置排放口标志。
6.1.2表1第16-22项,表2第15-21项在科室处理设施排出口取样,总A、总B在衰变池出口取样监测。其它污染物的采样点一律设在排污单位的外排口。
6.1.2医疗机构污水外排口处应设污水计量装置,并宜设污水比例采样器和在线监测设备。
6.1.3 监测频率
6.1.3.1粪大肠菌群数每月监测不得少于1次。采用含氯消毒剂消毒时,接触池出口总余氯每日监测不得少于2次(采用间歇式消毒处理的,每次排放前监测)。
6.1.3.2肠道致病菌主要监测沙门氏菌、志贺氏菌。沙门氏菌的监测,每季度不少于1次;志贺氏菌的监测,每年不少于2次。其他致病菌和肠道病毒按6.1.3.3规定进行监测。结核病医疗机构根据需要监测结核杆菌。
6.1.3.3收治了传染病病人的医院应加强对肠道致病菌和肠道病毒的监测。同时收治的感染上同一种肠道致病菌或肠道病毒的甲类传染病病人数超过5人、或乙类传染病病人数超过10人、或丙类传染病病人数超过20人时,应及时监测该种传染病病原体。
6.1.3.4理化指标监测频率:pH 每日监测不少于2次,COD和SS每周监测1次,其他污染物每季度监测不少于1次。
6.1.3.5 采样频率:每4小时采样1次,一日至少采样3次,测定结果以日均值计。
6.1.4监督性监测按HJ/T91执行。
6.1.5监测分析方法按表5和附录。
6.1.6污染物单位排放负荷计算见附录F。
表5 水污染物监测分析方法
测& 定& 方& 法
测定下限(mg/L)
粪大肠菌群数
多管发酵法
N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法
N,N-二乙基-1,4-苯二胺滴定法
化学需氧量(COD)
重铬酸盐法
生化需氧量(BOD)
稀释与接种法
悬浮物(SS)
蒸馏和滴定法
GB7478 GB7479
红外光度法
红外光度法
阴离子表面活性剂
亚甲蓝分光光度法
稀释倍数法
玻璃电极法
冷吸收分光光度法
双硫腙分光光度法
蒸馏后4-氨基安替比林分光光度法
硝酸银滴定法
异烟酸-吡唑啉酮比色法
吡啶-巴比妥酸比色法
原子吸收分光光度法(螯合萃取法)
双硫腙分光光度法
高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法
二苯碳酰二肼分光光度法
二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法
原子吸收分光光度法(螯合萃取法)
双硫腙分光光度法
火焰原子吸收分光光度法
镉试剂2B分光光度法
GB119079 &&&&&&&&&&&&&GB11908
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
大气取样与监测
6.2.1污水处理站大气监测点的布置方法与采样方法按GB16297中附录C和HJ/T55的有关规定执行。
6.2.2采样频率,每2h采样一次,共采集4次,取其最大测定值。每季度监测一次。
6.2.3监测分析方法按表6。
表6 大气污染物监测分析方法
次氯酸钠-水杨酸分光光度法
气相色谱法
臭气浓度(无量纲)
三点比较式臭袋法
甲基橙分光光度法
气相色谱法
污泥取样与监测
6.3.1取样方法,采用多点取样,样品应有代表性,样品重量不小于1kg。清掏前监测。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
6.3.2监测分析方法见附录A、附录B、附录C、附录D和附录E。
标准的实施与监督
7.1本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门负责监督实施。
7.2省、自治区、直辖市人民政府对执行本标准不能达到本地区环境功能要求时,可以根据总量控制要求和环境影响评价结果制定严于本标准的地方污染物排放标准。
(规范性附录)
医疗机构污水和污泥中粪大肠菌群的检验方法
A1& 仪器和设备
A1.1 高压蒸汽灭菌器。
A1.2 干燥灭菌箱。
A1.3 培养箱:37℃。
A1.4 恒温水浴箱。
A1.5 电炉。
A1.6 天平。
A1.7 灭菌平皿。
A1.8 灭菌刻度吸管。
A1.9 酒精灯
A2& 培养基和试剂
A2.1 乳糖胆盐培养液
A2.1.1成分
蛋白胨&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 20g
猪胆盐(或牛、羊胆盐)&&&&&&&& 5g
乳糖&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 5g
0.4%溴甲酚紫水溶液&&&&&&&&&&& 2.5mL
蒸馏水&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1000mL
A2.1.2 制法
将蛋白胨、猪胆盐及乳糖溶解于1000mL蒸馏水中,调整pH到7.4,加入指示剂,充分混匀,分装于内有倒管的试管中。115℃下灭菌20min。贮存于冷暗处备用。
A2.2 三倍浓度乳糖胆盐培养液
A2.2.1成分
蛋白胨&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 60g
猪胆盐(或牛、羊胆盐)&&&&&&&& 15g
乳糖&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 15g
0.4%溴甲酚紫水溶液&&&&&&&&&&& 7.5mL
蒸馏水&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1000mL
A2.2.2 制法
制法同附录A2.1.2。
A2.3 伊红美兰培养基(EMB培养基)
A2.3.1 成分
蛋白胨&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 10g
&&&&&& 乳糖&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 10g
&&&&&& 磷酸氢二钾&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2g&&
&&&&&& 琼脂&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 20g
&&&&&& 2%伊红水溶液&&&&&&&&&&&&&&&&&& 20mL
&&&&&& 0.5%美蓝水溶液&&&&&&&&&&&&&&&& 13mL
&&&&&& 蒸馏水&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&1000mL
A2.3.2 制法
将琼脂加到900mL蒸馏水中,加热溶解,然后加入磷酸氢二钾和蛋白胨,混匀使溶解,再加入蒸馏水补足至1000mL,调整pH至7.2~7.4。趁热用脱脂棉和砂布过滤,再加入乳糖,混匀,定量分装于烧瓶内,115℃灭菌20min。作为储备培养基贮存于冷暗处备用。
临用时,加热融化储备培养基,待冷至60℃左右,根据烧瓶内培养基的容量,加入一定量的已灭菌的2%伊红水溶液和0.5%美蓝水溶液,充分摇匀(防止产生气泡)。倾注平皿备用。
A2.4 乳糖蛋白胨培养液
A2.4.1成分
蛋白胨&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 10g
牛肉膏&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3g,
乳糖&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 5g
氯化钠&&&&&&&nbs,&&&&&&&&&&&&&&&&& 5g
1.6%溴甲酚紫乙醇溶液&&&&&&&&& 1mL
蒸馏水&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1000mL
A2.4.2 制法
将蛋白胨、牛肉膏、乳糖及氯化钠加热溶解于1000mL蒸馏水中,调整pH到7.2~7.4,加入1.6%溴甲酚紫乙醇溶液1mL,充分混匀,分装于内有倒管的试管中。115℃下灭菌20min。贮存于冷暗处备用。
A2.5 革兰氏染色液
A2.5.1 结晶紫染色液
结晶紫&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1g
95%乙醇溶液&&&&&&&&&&&&&&&&&& 20mL
1%草酸铵水溶液&&&&&&&&&&&&&&& 1000mL
将结晶紫溶于乙醇中,然后与草酸铵水溶液混合。
A2.5.2 革兰氏碘液
碘&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1g
碘化钾&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&2g
蒸馏水&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 300mL
将碘与碘化钾混合,加入蒸馏水少许,充分摇匀,待完全溶解,再加入蒸馏水至300mL。
A2.5.3 脱色液
95%乙醇。
A2.5.4 沙黄复染液
沙黄&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1g
95%乙醇&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2g
蒸馏水&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 90mL
将沙黄溶于95%乙醇中,然后用蒸馏水稀释。
A2.6 染色法
染色的基本步骤为:1)涂片:在载玻片上滴加一滴生理盐水,用灭菌的接种环取菌落少许,与生理盐水混匀,涂布成薄膜;2)干燥:在室温中使自然干燥;3)固定:将涂片迅速通过火焰2~3次,以载玻片反面接触皮肤,热而不烫为度;4)染色:滴加结晶紫染色液,染色1min,水洗;5)媒染:滴加革兰氏碘液,作用1min,水洗;6)脱色:滴加95%乙醇脱色,约30s,水洗;7)复染:滴加复染液,复染1min,水洗。
革兰氏阳性菌染色后呈紫色,革兰氏阴性菌染色后呈红色。
注:亦可用1:10稀释的石炭酸复红染色液作复染剂,复染时间为10s。
A3& 检验程序
检验程序见图A.哪些单位需要检测污,废水现场采样_百度知道
哪些单位需要检测污,废水现场采样
答题抽奖
首次认真答题后
即可获得3次抽奖机会,100%中奖。
每年要对自己排放的废水、废气等进行监测主要是便于掌握自身污染物排放情况,另外就是便于每年进行排污申报作为数据依据。虽然没有具体条款明确规定每年应当进行多少次的监测,但由于监测数据在排污申报中是不可或缺的,所以如果没有监测数据就不能完成每年的排污申报工作。关于排污申报的具体条款可以参考《水污染防治法》第十四条、《大气污染防治法》第十二条、《环境噪声污染防治法》第二十四条,其中都要求向环保部门申报污染物种类、数量、浓度或分贝值等监测数据的,而对于举报、谎报的情况也有相应的处罚措施。
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第四章水质保护主要内容水质,即水的品质,是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学 的综合特性。水质是由水的物理、化学和生物诸因素所决定的特性。水质是水环境要素 之一,其物理指标主要包括:温度、色度、浊度、透明度、悬浮物、电导率、嗅和味等; 化学指标主要包括 pH 值、溶解氧、溶解性固体、灼烧残渣、化学耗氧量、生化需氧量、 游离氯、酸度、碱度、硬度、钾、钠、钙、镁、二价和三价铁、锰、铝、氯化物、硫酸 根、磷酸根、氟、碘、氨、硝酸根、亚硝酸根、游离二氧化碳、碳酸根、重碳酸根、侵 蚀性二氧化碳、二氧化硅、表面活性物质、硫化氢、重金属离子(如铜、铅、锌、镉、 汞、铬)等;生物指标主要指浮游生物、底栖生物和微生物(如大肠杆菌和细菌)等。 根据水的用途及科学管理的要求,可将水质指标进行分类。例如,饮用水的水质指标可 分为感官性指标、化学指标、病理学指标和细菌学指标等 4 类;为了进行水污染防治, 可将水质指标分为易降解有机污染物、难降解有机污染物、悬浮固体及漂浮固体物、可 溶性盐类、重金属污染物、剧毒化学物、热污染、放射性污染等指标。分析研究各类水 质指标在水体中的数量、通量、比例、相互作用、迁移、转化、地埋分布、历年变化以 及同社会经济、生态平衡等的关系,是开发、利用和保护水资源的基础。 水质保护主要内容的基础工作包括:水质监测、水质调查与评价、水体污染物质迁 移、转化、降解和自净规律研究、水质模型研究、水环境保护标准研究、制定水质规划、 水质预测和水质预报。 水质调查与评价。主要包括:设立水质监测站和水质监测网,选择分析化验指标,确 定水体污染类型、污染程度和污染的范围等。 水体污染物质迁移、转化、降解和自净规律研究。主要研究污染物质在水体中存在 形式与光照、温度、酸度、泥沙、水流状态等环境因子之间的关系及其通过稀释、吸附、 解吸、凝聚、络合、生物分解等物理、化学与生物作用所发生的降解自净过程的机理与 规律,为建立水质动态模型、确定水环境容量、制定水环境保护法规与标准,进行水质 规划,防止水体污染,提供科学依据。 水质模型研究。水质模型是定量化研究水体污染规律的重要手段,是水质规划、水 质预测、水质预报的基础,它能揭示污染物质变化与河流、湖泊等水体的水文因子的关 系。 水环境保护标准研究。水环境保护标准是控制与改善水环境的依据,主要包括:水 环境质量标准、排放标准和各类用水标准等;水环境保护标准分为国家缀、部级的和地 区级等。1&&&&制定水质规划, 提出水污染防治措施。 根据水体条件和开发利用要求以及排污情况, 提出保护和治理规划以及各种治理工程的优化方案。 水质管理工作包括:宣传教育,立法、裁定法规条例、技术标准、规范,运用经济、 法律和行政手段,监督和控制任意排污和滥用水资源;水质工程技术措施包括:运用水 利工程、污水处理工程、污水资源化技术、非淡水资源的淡化技术等,调节水量和水质 (根据水的不同用途,制定相应的水质标准) 。对水体污染源的管理和河流、湖泊等水 体环境的管理;水体污染源管理是对污染源排放的污染物种类、数量、特性、浓度、时 间、地点和方式进行有效的监督、监测与限制,对其污染治理给予技术上指导,水体环 境管理采取行政、立法、经济和技术等综合措施,对影响水体环境质量的种种因素,施 加经济的压力,以促进污染源治理和城市污水的处理。 立法。立法是防止、控制和消除水污染,保障合理利用水资源的有力措施。前苏联 于 1918 年就颁发了第一个保护水源的法令;英国、美国、法国、日本、德国等发达国 家均先后制定了水法或水污染控制法;中国于 20 世纪 70 年代开始,先后颁布《中华人 民共和国环境保护法》 、 《中华人民共和国水法》 、 《中华人民共和国水污染防治法》 、 《工 业废水排放标准》和《地面水环境质量标准》等[关水资源保护的法规(条例)详见本 丛书第 6 册],使水资源保护工作逐步进入立法管理阶段, 20 世纪 80 年代~90 年代又 陆续进行了重新修订。世界各国水污染防治发展的特点是从局部治理发展为区域治理, 从单项单源治理发展为综合防治,即把区域水资源丰度、利用状况、污染程度、净化处 理和自然净化能力等因素进行综合考虑,以求得整体上最优防治方案。例如,英国泰晤 士河、美国特拉瓦河等,都是在多年调查研究的基础上,运用系统工程的原理与方法, 对复杂的水环境进行综合系统分析与现代模拟,对拟定治理方案进行了优化选择,花费 较少的投资与时间,获得了良好的治理效果。 一些发达国家,大都实行水量、水质统一管理,我国水利部门从 20 世纪 50 年代开 始从事水化学测定;20 世纪 70 年代以来,进一步开展了水污染监测;近些年,随着现 代高科技突飞猛进的发展,电子技术、通信技术、地理信息系统及计算机技术已逐步应 用于水质保护监测工作中。利用有线电话、手机、卫星等通讯手段把数据传输到控制中 心, 通过计算机技术及多媒体技术对水环境常规监测数据、自动监测数据及水环境相关 信息进行分析评价预测。 第一节 水质调查水质调查是为了解水体水质及其影响因素,对水体进行的现场察勘、采样分析和资 料收集的工作。 水质调查分一般性水质调查和专业性水质调查,一般性水质调查着重收2&&&&集现有资料,以了解水体水质历史及现状为主。通常调查面较广,深度较浅,是目前常 见的水质调查方式, 属于水资源保护前期工作, 可为制定水质监测计划、 评价水质现状、 进行水体污染防治科学研究及管理等提供基本资料。 专业性水质调查常是为某种特定目 的而进行的,一般历时较长,以便获得系统的数据资料,了解水体水质变化规律及影响 因素。专业性水质调查常由专业人员进行,必要时可在现场设置固定观测点,对水体的 水质、底质和水生生物进行连续观测分析。 水质调查多采取现场察勘与资料收集相结合的方式。在进行调查时,可携带必要的 仪器和器具,如水质速测仪和采样器等,一些水质参数,如 pH 值、水温、浊度、电导 等,可在现场测定;一些水生生物,亦可在现场采集、观察;必要时也可采集水质、底 质和生物样品等,带回实验室进行分析鉴定。 水质调查的内容根据调查目的而定,一般包括下列几点:①水体自然状况调查, 包括水体地理位置、水文特性、地质状况以及水工建筑物情况等调查。②污染源调查, 包括工业污染源、生活污染源、农业及交通工具污染源。工业污染源调查内容包括工厂 企业及矿山的分布、排污口地理位置、工业的产品种类和产量、原材料种类和消耗量、 生产工艺及设备、排污及治理情况、排污量及排污方式等;生活污染源调查内容主要包 括城镇居民人口及分布,用水量及城镇下永设施,污水处理及排污口分布情况等;农业 及交通工具的污染源调查内容,主要包括农药和化肥的污染,汽车、船舶等交通工具排 污造成的污染等。③水致地方病和水污染事故调查,包括泄漏污染物质的种类与数量, 污染影响程度及范围,事故发生原因等调查,并提出相应的对策与措施。对于某些原因 不明的水体污染现象,尚需进行追踪调查,查清污染物质来源。④工程环境对水质影响 的调查,包括污染物质(如重金属和有机氯农药等)在水体中的分布状况,水生物和底 质(水底沉积物)情况等调查。通过对底质的调查监测,能了解到水体污染效应。水生 物是水质调查的一个极重要内容。 生活于水体之中的各种水生物,对污染物质耐受程度 不同,故对水生物进行调查,对于了解水体水质状况价值很大;尤其是藻类等低等水生 物,较鱼类更能表示出水体污染程度。水生物调查专业性较强,调查人员应熟悉藻类、 原生动物、无脊柱动物、鱼类和底授生物等的鉴别与分类。 调查时间与频率可根据调查目的和要求而定。调查的结果应写成水质调查报告。报 告的内容包括调查过程、项目、方法和程序,并可用图表表示有关的化学与物理参数、 水体水文条件、水生物品名和数量等,建立相应的水质和污染源档案。所有调查资料均 应保证其代表性、可比性和精确性。3&&&&第二节水质指标水中所含的杂质,按其在水中的存在状态可分为三类:悬浮物质、溶解物质和胶体 物质。悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的,它们借浮力和粘滞力悬浮于水中;溶 解物质则由分子或离子组成, 它们被水的分子结构所支承;胶体物质则介于悬浮物质与 溶解物质之间。 水中杂质含量过多或过少都是有害的。含量的多少需规定水质指标来衡量,而是否 有害又需规定这些指标的标准来判定。多数指标和水的用途有关,所以,水质好坏是一 个相对的概念。 仅仅根据水中杂质的颗粒大小还远不能反映水的物理学、化学和生物学 特性。通常都采用水质指标来衡量水质的好坏。水质指标项目繁多,主要可以分为三大 类。 第一类,物理性水质指标,包括:感官物理性状指栎。如,温度、色度、嗅和味、 浑浊度、透明度等。其他物理性状指标。如,总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、 电导率(电阻率)等。 第二类,化学性水质指标,包括:一般的化学性水质指标,如 pH 值、碱度、硬度、 各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等;有毒的化学性水质指标,如重 金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等;有关氧平衡的水质指标,如溶解氧 (DO)、化 学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总(TOC)等。 第三类,生物学水质指标,包括:细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病 毒等。 一、常用的水质指标 水质指标是对水中含有某种物质数量直接或间接的衡量, 以下是对水污染防治工作 中最常用的一些水质指标的简要说明,常用的水质指标有: (1)温度:用温度计测定。温度升高时水中生物活性增加,溶解氧减少。水温超 过一定界限时,出现热污染,危及水生生物。人为造成的环境水温变化应限制在夏季周 平均最大温升不大于 1oC,冬季周平均温升不大于 2oC。 (2)色度:纯洁的水在水层浅时是无色的,深时为浅蓝色,水中含有污染物质时, 水色随污染物质的不同而变化,如含低铁化合物为淡绿蓝色,含高铁化合物呈黄色。色 度是水色的定量指标, 它是用把除去悬浮物后的水样和一系列不同色度的标准溶液进行 比较的方法测定,单位为度。清洁水的色度一般为 15~25o。 (3)臭味:清洁的水没有味道,水中溶解不同物质,会产生不同味道。水体受污 染后,常会产生一些臭味。根据人的嗅觉,将臭味的强庋分为无臭、极微弱、弱、明显、4&&&&强和极强六个强度等级见表 4-1,一般用经验确定。 表 4-1 强度等级 程度 水体中臭味强度分级表 反应 强度等 级 0 无臭 不发生任何 气味 1 极微弱 觉 2 弱 未指出前一 般不宜感觉 5 极强 一般不易察 4 强 3 明显 易于察觉,不处 理不能饮用 嗅后使人不快, 不能饮用 臭气极强 程度 反应(4)pH 值:pH 值是检测水体受酸碱污染程度的一个重要指标,pH 值是表示溶 液中氢离子浓度的单位, 它的定义是以 10 为底的氢离子浓度的负对数,用每升中氢离 子的当量数来表示,其关系如下式:pH ? ? lg[ H ? ]式中 [H 十]—氢离子浓度。 pH 值反映水的酸碱性质,天然水体的 pH 值一般在 6~9 之间,决定于水体所在 环境的物理、化学和生物特性。生活污水一般呈弱碱性。而某些工业废水的 pH 值偏 离中性范围很远,它们的排放会对天然水体的酸碱特性产生较大的影响。大气中的污 染物质如 S02、NOx 等也会影响水体的 pH 值。但由于水体中含有各种碳酸化合物,它 们一般具有一定的缓冲能力。酸性,碱性废水破坏水体的自然缓冲作用,妨碍水体的 自净功能,不利于人类水上娱乐活动和水生生物繁殖 丽日产生腐蚀作用,引起锅炉管道腐蚀碎裂,罐头、水果、饮料变质,长期使用碱性强的灌溉水会使蔬菜作物死亡。 弱酸性的污、废水对混凝土管道有腐蚀作用。pH 值还会影响水生生物和细菌的生长活 动。 理论上说,pH&7 为酸性,pH&7 为碱性,pH=7 是中性,习惯上人们用如表 4-2 所 示酸碱性程度与 pH 值的关系。 表 4-2 酸、碱性程度与 pH 值关系 酸碱性程度 pH 强酸性 &5.0 弱酸性 5.0~6.5 中性 6.5~8.0 弱碱性 8.0~10.0 强碱性 &10.05&&&&饮用永的适宜 pH 值应在 6.5~8.5 之间。 世界卫生组织规定的饮用水标准中 pH 值 的合适范围为 7.0~8.5, 极限范围是 6.5~9.2,我国地表水环境质量标准规定饮用水的 pH 值,应在 6.5~8.5 之间,极限范围为 6~9,农田灌溉用水水质标准为 5.5~8.5。 (5)生化需氧量(BOD):生化需氧量表示在好气条件下,当温度为 20℃时,水体 在微生物分解有机化合物的过程中,由于微生物(主要是细菌)的活动,使可降解的 有机物氧化达到稳定状态时所需的氧量。消耗溶解氧的量,用 BOD 表示,BOD 以单 位体积污(废)水所消耗的氧量(mg/L)表示 BOD 越高,表示水中有机物含量越多。 水中有机污染物愈多,生化需氧量就愈高,即水中溶解氧含量就愈少,则水质状况愈 差,BOD 采用标准方法测定,测定参数包括温度和天数。BOD 测定时间较长,可用 化学需氧量或其他指标代替。 由于温度对微生物的活动有很大影响,BOD 测定时规定了 20℃为标准温度。在 有氧的情况下,废水中有机物的分解一般分两个阶段进行:第一阶段称为碳化阶段, 主要是有机物转化为二氧化碳、水和氨;第二阶段称为硝化阶段,主要是氨再进一步 氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。因为氨已是无机物,BOD 一般只包括第一阶段即碳化的需 氧量。 一般有机物在 20℃条件下需要 20 天才能完成第一阶段的氧化分解过程,20 天的 生化需氧量可以 BOD20 如表示。如此长的测定时间很难在实际工作中应用,目前,世 界各国均以 5 天作为测定 BOD 的标准时间,所测得的数值以 BOD5 表示,对一般有机 物,BOD 约力 BOD20 的 70%。 生化需氧量的测定条件与有机物进入天然水体后被微生物氧化分解的情况较相 似,因此,能够较准确地反映有机物对水质的影响。但测定生化需氧量需要很长时间, 而且,生化需氧量也不能反映微生物降解不了的有机物的量。在实际工作中。通常用 被检水样在 20℃条件下,经过 5 天后减少的溶解氧量来表示生化需氧量,称为 5 日生 化需氧量(BOD5),用生化需氧量判断水质,BOD 用以间接反映水中有机物含量,用生 化需氧量判断水质见表 4-3。 表 4-3 生化需氧量 ( ? 10?6 ) 1.0 以下 2.0 3.0 非常清净 清净 良好 用生化需氧量判断水质 水质性状 生化需氧量 ( ? 10?6 ) 7.5 10.0 20.0 以上 不良 恶化 严重恶化6水质性状&&&&5.0有污染(6)化学需氧量(COD):化学需氧量是指在一定条件下,水中各种有机物与外加 的强氧化剂作用时所消耗的氧化剂量,又简称耗氧量,以氧量(mg/L)计。最常用的 氧化剂为高锰酶钾( KMnO4 ) 、重铬酸钾( K 2 Cr2 O7 )。氧化剂用重铬酸钾,氧化反应 在强酸性条件下加热回流进行两小时,有时还需加入催化剂。由于重铬酸钾的强氧化 作用,水中绝大部分的有机物质(除苯、甲苯等芳香烃类化合物以外)均能被氧化, 因此,化学需氧量可以近似地反映水中有机物的总量。但废水中无视性还原物质也会 消耗强氧化剂,使 COD 值增高。化学需氧量的测定需时较短,所以得到了广泛的应 用。该指标能够间接反映水中有机物的多少,用标准方法测定。化学耗氧量测定速度 快,但不同的氧化反应条件,测出耗氧量也不同,并且测定时被氧化的有机物质包括 水中能被氧化的有机物和还原性无机物,而不包括化学上较为稳定的有机物,因此, 化学耗氧量只能相对反映出水中的有机物含量。 BOD 和 COD 这两项水质指标都是用来表示水中有机物的含量的。天然水中有机 物含量极少,废、污水中的有机物排入水体后,将在微生物作用下进行氧化分解,使 水体中溶解氧被消耗而减少。当水体中溶解氧降至低于 3~4mg/L 时,鱼类生活将受到 影响;当水体中溶解氧被耗尽后,有机物会腐化发臭,影响卫生。有机物又是微生物 (包括病原菌)生长繁殖的重要食料,有毒有机物更将直接危害人体健康和动植物的 生长。因此,废水中的有机物浓度是一项十分重要的水质指标。 由于有机物种类繁多,组成复杂,要分别测定其含量是很困难的。在水污染防治 中, 一般采用化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)这两个综合性的间接的指标来衡量 水中有机污染物的量。 只有当某些有机物具有毒性,需要加以控制才分别测定其含量。 (7)溶解氧(DO):溶解氧是指溶解在水中氧气的含量,常用 DO 表示。它是水体 水质优劣的一个重要指标,可用浓度表示,还可用相对单位——饱和度表示。耗氧有 机物在水体中分解时会消耗水中大量的溶解氧,如果耗氧速度超过了氧由空气中进入 水体内和水生植物的光合作用产生氧的速度,水中的溶解氧会不断减少,甚至被消耗 殆尽,这时水中的厌氧微生物繁殖,有机物腐烂,水发出恶臭,并给鱼类生存造成很 大威胁。因此,水中溶解氧含量的大小是反映自然水体是否受到有机物污染的一个重 要指标,是保护水体感官质量及保护鱼类和其他水生物的重要项目。一般在较清洁的 河流中 DO 在 7. 5mg/L 以上。DO 在 5mg/L 以上利于浮游生物生长,3mg/L 以下不足 以维持鱼群的良好生长,4mg/L 的 DO 浓度是保障一个多鱼群鱼群生存的最低浓度。 水中溶解氧的饱和度可由下式表示:7&&&&溶解氧饱和度?实际溶解氧含量 ? 100% 饱和溶解氧含量溶解氧多,适于微生物生长,水体自净能力强。水中缺少溶解氧时,厌氯细菌繁 殖,水体发臭。溶解氧是判断水体是否污染和污染程度的重要指标。 (8)硬度:水中的主要成分有重碳酸根、碳酸根、硫酸根和氯化物以及 Ca2+、 Mg2+、Na+、K+,这些共占天然水中离子总量的 95%~99%,也包括少量铜、锰、铅、 汞、铁等微量元素,也有少量硝酸盐类、有机物和与水中生命活动有关的物质。因此, 常利用水中的钙、 镁离子在天然水中的量代表水的总硬度,即以单位水体中含有的钙、 镁离子总量代表水的总硬度。硬度的表示法很多,有总硬度、暂时硬度和永久硬度等。 总硬度最常用, 它指水中钙、 镁离子的总含量。 当 l L 水中含有相当 10rng 氧化钙的钙、 镁离子时,称其硬度为 1 度。 (9)矿化度:在 105~110℃温度下,将水分全部蒸发后所得干涸残余物的重量与 原有水体积之比为矿化度。它表示水中所有离子、分子和化合物的含量浓度,按矿化 度为小于 1 g/L、1~3g/L、3~10g/L、10~50g/L 和大于 50g/L,可将水分为淡水、微咸水 (弱矿化水) 、咸水(中等矿化水) 、盐水(高矿化水)和卤水五类。 (10) 水的电阻值: 水的导电性能与水的电阻值大小有关, 电阻值大, 导电性能差, 电阻值小,导电性能就良好。根据欧姆定律,在水温一定的情况下,水的电阻值 R 大 小与电极的垂直截面积 F 成反比,与电极之间的距离 L 成正比。 水的电阻率的大小,与水中含盐量的多少、水中离子浓度、离子的电荷数以及离 子的运动速度有关。因此,纯净的水电阻率很大,超纯水电阻率就更大。水越纯,电 阻率越大。 (11)水的电导率:由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形态存在,当水中插 入一对电极时,通电之后,在电场的作用下,带电的离子就产生一定方向的移动,水 中的阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,使水溶液起导电作用。水的导电能力的强弱 程度,就称为电导度 S(或称电导) 。电导度反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程 度的一个重要指标。水越纯净,含盐量越少,电阻越大,电导度越小。超纯水几乎不 能导电。电导的大小等于电阻值的倒数,即 S ? l / R , S ? (l / ? )(F / L) 。 l / ? 就称为电 导率,其国际制单位为西/米( S / m )。 二、天然水中溶存的杂质及污染物 水是一种良好的溶剂,能溶解多种固态的、液态的和气态的物质,水在循环过程 中,和大气、土壤、岩石等物质接触,许多物质就会进入水中。从非污染环境进入水8&&&&中的物质称为杂质,天然水中溶存的杂质按大小或溶存方式分为三类。 (1)溶解物质:包括钙、镁、钠、铁、锰、硅、铝、磷等的盐类或化合物,还包 括氧和二氧化碳等气体。它们作为溶质存在于水中,颗粒一般小于 10?9 m 。 (2)胶体物质:包括硅酸胶体和腐殖质胶体等,颗粒一般为 10?9 ~ 10?7 m 。它们 在水中呈高度分散状态,不易沉降。 (3)悬浮物质:为 10?7 ~ 10?3 m 的物质,包括泥、碎片、浮渣、油沙、粘土、细 菌和藻类等,有的肉眼可见或其他引起感官不快的物质。它们悬浮于水中,使水浑浊。 悬浮固体可以利用重力或其他物理作用与水分离,它们随废水进入天然水体,则易形 成河体沉积物。悬浮物的化学性质十分复杂,可能是无机物,也可能是有机物,还可 能是有毒物质。悬浮物质在沉淀过程中还会挟带或吸附其他污染物质,如重金属等。 水中的污染物质种类相当多,主要概括为 6 种。 (1)病原微生物:病原微生物是指进入水体的病菌、病毒和动物寄生物。这些病 原微生物主要来自生活污水、畜禽场污水以及制革厂、生物制品厂、洗毛厂、屠宰场、 医院等排放废水和污水等部门,使水体受到细菌污染,含有大量的各种病原体,容易 传染疾病。目前,用作水体水质病菌指标的是大肠菌群,我国地面水环境质量标准规 定,为防止地面水被污染的最低水质要求为:大肠菌群必须少于 50000 个/L。 (2)需氧物质:包括碳水化合物、蛋白质、油脂和木质素等。这些物质本身没有 毒性,但在微生物的生物化学作用下容易分解。分解过程中要消耗水中的溶解氧,影 响水生生物生长,并促使有机物在厌氧菌作用下分解,产生毒物及臭气。 (3)植物营养物质:含量高时,浮游生物和水生植物大量繁殖,水色变黄,发出 腥臭味,植物腐烂产生有害的硫化氢气体。水生生物也由于氮、磷两元素在天然水体 的藻类细胞中的浓度相对较低,大量富含氮、磷的污水排入水体,日益成为藻类生长 的控制元素。 各类金属阳离子和酸性阴离子过多的营养物质氮、磷、钾、硫等化合物进入天然 水体将恶化水质,形成污染。此外,工业废水和生活污水的排放、农业施肥都使大量 的含氮、磷元素的营养物质进入水体,导致各类藻类大量繁殖,使水体严重缺氧,产 生异臭和毒性,加速水体向富营养化阶段发展。 (4)石油类物质:危害水生生物生长,使水产品出现油臭,不能食用。 (5)有毒化学物质:主要是重金属,农药和某些有机物质。这些物质不易消失, 通过食物、饮水进入人体后引起慢性中毒,还会危害鱼类、鸟类,甚至使它们中毒死 亡。其中以汞、镉、铝、酚和有机氯农药危害最大。污染严重的重金属主要指汞、铅、9&&&&铬以及重金属砷等生化毒性显著的元素,也包括具有毒性的锌、铜、钴、镍、锡等, 重金属以汞毒性最大,镉次之,铅、铬、砷也有相当毒性,俗称为五毒。采矿和冶炼 是向环境中释放重金属的主要污染源,此外不少工业部分也通过三废向环境中排放重 金属,重金属污染物的主要特征是在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态 之闻的相互转化,以及分散和集富的过程。重金属在水体中的迁移,一是通过沉淀作 用,即重金属生成氧化物或硫化物、碳酸盐等而沉淀,并大量聚集在排水口附近的底 泥中,成为长期的次生污染源;二是通过吸附作用,重金属吸附在水中的悬浮物和各 种胶体物质上被水流搬运。此外还有氧化还原作用(如三价铬被氧化为六价铬) 、铬化 合作用等。 (6)放射性物质:可附着在生物表面或通过食物链在生物体内富集,可能引起癌 症和遗传变异。第三节 水质标准 为了保护水资源,控制水质污染,维持生态平衡,各国对不同用途的水体都规定 了具体的水质要求,即水质标准。 水质标准是评价水体是否受到污染和水环境质量好坏的准绳, 也是判断水质适用 性的尺度,它反映了国家保护水资源政策目标的具体要求。水质标准分为水环境质量 标准、污染物排放标准和用水水质标准。 一、水环境质量标准 水环境质量标准是为保障人体健康,保证水资源有效利用而规定的各种污染物在 天然水体中的允许含量。它是根据大量科学试验资料并考虑现有科学技术水平和经济 条件制定的。 我国在 20 世纪 80 年代以来制定的国家水质标准有:GB 《生活饮用水 卫生标准》 、GB 《农田灌溉水质标准》 、GB 11607-89《渔业水质标准》和 GB 12941—91《景观娱乐用水水质标准》 ,1988 年,我国对地表水环境质量标准进行 了修订,在 GB 《地面水环境质量标准》中规定,地面水水域可按其使用目 的和保护目标,共划分为 V 类,分别是: I 类:主要适用于源头水和国家自然保护区; Ⅱ类:主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区,珍贵鱼类保护区及游泳 区,鱼虾产卵场等; Ⅲ类:主要适用于集中或生活饮用水水源地二级保护区,一般鱼类保护区及游泳10&&&&区; Ⅳ类:主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区; V 类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 国家规定的 GB 《地表水环境质量标准》见表 4 -4。 1993 年颁布了 GBT 1848-93《地下水质分类指标》 ,1994 年我国水利部又颁布了 SL 63-94《地表水资源质量标准》 ,规定地表水环境质量标准中主要阳离子、阴离子标 准值见表 4-4~4-15。 国家规定的各行业水质标准,是为保证水源能长期满足需求而定的各种水质成分 的浓度范围,意思是各种物质只要在此规定范围内,就可有安全保证。 在 1994 年水利部颁布的 SL 63-94《地表水资源质量标准》中把地表水资源质量标 准仍分为五级: 第一级:水质很好。既无天然缺陷又未受人为直接污染,不需要任何处理,可广 泛适用于多种用途和国家一级自然保护区。 第二级:水质良好。适用于作集中式饮用水源地、鱼类生活区,大体相当于现行 GB 《生活饮用水卫生标准》和 GB 11607-89《渔业水质标准》 。 第三级:水质尚可。能符合通常最低水质要求,如一般的工业用水和一般的鱼类 生活区,经处理后可满足高一级的用途。 第四级:水质不好。即该水体存在某些天然缺陷,或者收到人为轻度的直接污染, 适用于某些一般工业用水及非直接接触用水。 第五级: 水质很不好。即该水体具有严重的天然缺陷或者已受到人为的重度污染。 只适用于作农灌用水, 大体相当于现行的 GB
《农田灌溉水质标准》 见表 4-5, 或适用于一般景观用水。 SL 63-94《地表水资源质量标准》见表 4-6,为行业标准,其并不能取代 GB 3838 —2002《地面水环境质量标准》 。 GB/T 4848—93《地下水质量标准》见表 4-7,GB/《生活饮用水卫生 标准》见表 4-8,GB/T 11607—89《渔业水质标准》见表 4—9。 湖泊水质的好坏主要以其营养元素的含量来评价,据湖泊与水库营养盐含量及初 级生产量,可将湖泊、水库划分为贫、中、富、超富等营养类型。 (1)贫营养型。 水质清瘦, 透明度大,初级生产量低于 1g /(m 2 ? d ) ,这类湖泊较深, 多分布在高原和山区, 或潮湿多雨地区。 这类湖泊, 水库溶解氧、 pH 值变化幅度较小。 (2)中营养型。各项指标,有的属于富营养型,有的属于贫营养型,初级生产量11&&&&为 1 ~ 4g /(m 2 ? d ) 。 (3)富营养型。营养元素含量较丰富,常出现水华,透明度低,初级生产量多在3 ~ 10g /(m 2 ? d ) 。这类湖泊水较浅,分布在平原或城郊集水区土壤丰富,外源性有机质和营养盐丰富。 (4)超富营养型。营养元素含量丰富,无机氮含重大于 0.11?mol/ L ,水质肥,初 级生产量多大于 10g (O2 ) /(m 2 ? d ) 。见表 4—10 湖泊营养类型标准。 二、污染物排放标准 为了实现水环境质量标准,对污染源排放的污染物质或排放浓度提出的控制标准 即是污染物排放标准。工业排放等方面的水质标准见表 4 – 12。 国家 1973 年 11 月颁 布的《工业企业“三废”排放试行标准》中规定的排放标准。一些地方和行业,还根 据本地的技术、经济、自然条件或本行业的生产工艺特点,制定了专用的排放标准。 排放标准多用排放浓度表示,这有利于统一要求、管理方便,但在排放标准中没 有考虑河流的自净能力。事实上,对小河流或封闭性水域,水体自净能力差,如按规 定浓度排污,水体质量仍达不到环境质量的要求,对自净力强的河流,还可以提高排 污浓度。 科学的方法,应按水体用户的分布,用水量与河流水文状况,计算水体的自净能 力和可承受的污染负荷,再推求出各厂矿的排污浓度。这需要作大量研究工作,并需 要较高的管理水平。 为了控制对环境的污染,1988 年国家环保局制定 GB 8978—88《污水排放标准》 。 第一类污染物,指能在环境或动植物体内蓄积,对人体健康产生长远不良影响者,含 此类有害污染物质的污水,一律在车间或车间处理设施排出口敢样,其最高允许排放 浓度必须符合表 4—13 的规定。 第二类污染物,指其长远影响小于第一类的污染物质, 在排污单位排出口取样,其最高允许排放浓度必须符合表 4-14 的规定。表中一级、二 级、三级标准分别指重点保护水域、一般保护水域和排人城镇下水道并进入二级处理 厂的污水排放的标准。 表 4-14 GB 8978—88 工业废水第二类污染物 最高允许排放浓度 单位:mg/L? 现有火电厂和粘胶纤维工业,二级标准 pH 值放宽到 9.5。 ② 磷肥工业悬浮物放宽至 300m g / L 。 ③ 对排人带有二级污水处理厂的城镇下水道的造纸、皮革、食品、洗毛、酿造、 发酵、生物制药、肉类加工、纤维板等工业废水, BOD 可放宽至 600m g / L ,12&&&&m g / L ,具体限度还可与市政部门协商。 CODCr 可放宽至 1000④ 为低氟地区(系指水体含氟量 ? 0.5m g / L )允许排放浓度。 ⑤ 为排入蓄水性河流和封闭性水域的控制指标。 ⑥ 合成脂肪酸工业新改为 5m g / L ,现有企业为 7.5m g / L 。 资料来源:范逢源.环境水利学. 中国农业出版社,1994。 三、用水水质标准 用水水质标准中包括的指标很多,不同用户对水质要求差异很大,所要求的水质标 准需要分别制定。 我国已制定的标准有 GB
《生活饮用水卫生标准》 、 GB 5084 —2005《农田灌溉水质标准》 、GB 11607—89《渔业水质标准》等。 表 4-8 为 GB ,它反映了人体健康和饮用习惯对水质的要求。标准是指 经过必要的净化处理和消毒后要求达到的水质指标。 对饮用水源水质的要求是: (1)若水源水只经过加氯消毒即供作生活饮用,要求水源中大肠杆菌群平均每升不 超过 1000 个。经过净化处理和如氯消毒后饮用的水源水,大肠菌群平均每升不超过 10000 个。 (2)水源水的感观性状和化学指标,净化后满足表 4-8 水质标准规定。 (3)水源水毒理学指标符合表 4-8 水质要求。 工业用水的水质取决于工业类型和工艺 要求,对产品质量的影响往往很大。但工业种类繁多,不可能制定出统一的水质标准。 水处理工作者应从厂矿技术部门了解水质对产品和设备的影确情况,结合厂矿具体情 况,制定厂矿的用水水质标准。第四节水质监测水质监测是为了掌握水体质量动态,对水质参数进行的测定和分析。水源保护的 一项重要内容是对各种水体的水质情况进行检测,定期采样分析有毒物质含量和动态, 主要应包括以下 11 项:pH 值、COD、DO、氢氧、酚、氢、砷、汞、铬、总硬度、氢 化物等。依监测目的可分为常规监测和专门监测两类。常规监测是为了判别、评价水体 环境质量,掌握水体质量变化规律,预测发展趋势和积累本底值资料等,对水体水质进 行定点、定时的检测。常规监测是水质监测的主体,具有长期性和连续性。专门监测是 为某一特定研究服务的监测。 通常, 监测项目与影响水质因素同时观察, 需要周密设计, 合理安排,多学科协作。13&&&&为了保障城镇居民用水安全,监控排污的实时监测系统,通常设置自动装置,对 某综合牲指标如水温、pH 值、电导率和溶解氧等,进行自动连续监测。 水质检测站和水质监测网: 水质监测站是为掌握水质动态,搜集水质基本资料而设 置的测站; 水质监测网是按一定原则布设的水质监测站体系。水质监测站网的密度及其 布局,对整个水质工作有极其重要的影响。 水质监测站根据设置的目的、任务和要求,一般分基本站、辅助站和专用站。基本 站是为了长期掌握水系水质的历年变化,搜集和积累水质基本资料而设立的,其测定项 目和次数均较多。 在布设各水系的基本站时, 需有 1~2 个能确定本水系水质自然本底值 的测站,为水质评价和水质变化规律研究搜集参证资料。辅助站是配合基本站,进一步 掌握污染状况而设立的, 其测定项目和资料视污染状况和水情而定。专用站是为某种专 门用途而设置的,其监测项目和次数根据站的用途和要求而确定。 根据运行方式水质监测站可分为:固定监测站、流动监测站和自动监测站。固定监 测站是利用桥、船、缆道或其他工具,在固定的位置上采样。流动监测站是利用装载检 测仪器的车、船或飞行工具,进行移动式监测,搜集固定监测站以外的有关资料,以弥 补固定监测站的不足。 自动监测站主要设置在重要供水水源地或重要打破常规地点,依 据管理标准,进行连续自动监测,以控制供水、用水或排污的水质。 根据管理目标,水质监测站又可分为全球监测站、国家监测站和地方监测站。在前 苏联,根据水系污染程度,将水质监测站分为若干级别。 为客观反映水系的水质基本情况,水质监测站应尽量与水文站结合。我国地表水水 质监测站,建立于 20 世纪 50 年代中期,以观测和积累河流、湖泊、水库库存等天然水 体的水化学资料为目的。20 世纪 70 年代初期,由于水污染日趋严重,水利、卫生等部 门开始对水系污染进行监测。1978 年后,环境保护部门依据部颁标准 SD 127-84《水质 监测规范》 ,进一步完善了地表水水质监测站网的布设,我国在重点流域首批建立了 43 个水质自动监测站,计划建成 100 个以上。截止到 2000 年底,开展水质监测的测站有 2718 个, 其中与水文结合的水质监测站占各类水质监测站总数的 62.3%。 为反映各重要 水域的水质,有 140 个重点水质监测站定期发布水质公报。1979 年卫生部门参加了全 球环境监测系统的水质监测,长江(武汉段) 、黄河(济南段) 、珠江(肇庆段)和太湖 (无锡市)均设置了定期监测站,并按规定提供资料。监测的数据表明,各流域的水源 普遍不能达标——水质劣于Ⅲ类水。 松花江、 长江、 黄河的水员相对较好, 达标率较高, 而辽河、海河与滇池的水质状况依然令人担优。 水质监测的基本工作有下列几项:14&&&&(1)站网规划(包括设站布点) 。建立水质站网应具有代表性、完整性。站点密度 要适宜,以能全面控制水系水质基本状况为原则,并应与投入的人力、财力相适应。 (2)采样。包括采样工具、采样方法、采样频率等。我国水利部门规定,基本测 站至少每月采样一次;辅助测站每两个月采样一次;湖泊(水库)一般每两个月采样一 次;污染严重的水体,每年应采样 8 ~12 次;底泥和水生生物,每年在枯水期采样一次。 (3)确定测定项目和分析方法。全球环境监测系统(Global Environment Monitoring System,简称 GEMS)规定,水质测验项目分为 3 类:基本测定项目、有全球意义的项 目和任意选定项目。美国地质调查局将河流水质监测网测定项目分为 6 类:野外调查、 一般溶解成分、主要营养成分、微量元素、有机物和悬浮物。我国将水质测定项目分为 必测项目和选测项目。水质分析方法一般均按照有关技术规范执行。近年来,国际标准 化组织正在协调各成员国, 制定水质分析标准方法,使水质分析朝着国际标准化方向发 展。 凡参加全球监测系统的水质测站,分析方法一般均执行联合国环境规划署等单位推 荐的《全球环境监测系统水质监测操作指南》(1987)。对水质进行实验室分析是保证监 测数据可靠性和准确性的一种科学管理方法,是水质监测工作中必不可少的组成部分。 (4)数据处理(包括对原始数据的整理、统计、分析、整编等过程) 。20 世纪 80 年 代以来,水质数据处理已逐步实现计算机化。 中国水质监测规范由环境保护、水利、卫生、农业等部门根据各自业务特点分别 制定。 一、现代化水质监测技术实例 随着国民经济持续快速的发展,水资源供需矛盾将愈来愈突出,水质恶化现象日 益严重,水资源的短缺和水环境污染严重已成为影响经济持续、健康发展的制约因素。 改善水环境已成为各地区面临的一项重要的工作,保护水资源,实现水资源保护、水质 监测技术与管理工作的现代化是一条必由之路。 现代化水质监测技术包括: 数据库技术、 地理信息技术、网络技术和评价分析软件。通过建立水质自动连续监测站、网络综合数 据库、评价分析软件、预测模型、网络发布系统,来记录、查询、评价各类水体水环境 监测结果, 系统能够根据水质变化情况进行实时分析,把变化规律及其预测趋势反映在 计算机图形上, 并给出一个直观的结果。以北京市的水质自动监测系统为例对此予以说 明。 北京市水文总站在我国率先建立了水体水质自动监测与评价系统,从而,为以后进 行此项工作的人们提供参考和借鉴。 北京市境内城近郊区的清河、坝河、凉水河、通惠河都为超 V 类水体。城市用水15&&&&量剧增造成城近郊区的地下水严重超采,水质恶化,较差水质、极差水质占监测井总数 的 47.31%,地下水已受到相当严重的污染。这些问题正在引起各级政府以及社会各界 的普遍关注,作为水资源保护有效手段的水环境自动监测技术起到了十分重要的作用。 在水体水质自动监测与评价系统建立之前,水环境监测信息的来源主要依附于各 级水环境监测实验室,而水环境监测、管理部门间信息的传递、处理和管理均为人工方 式, 信息处理速度慢, 管理水平和工作效率低, 所获得水质数据难以及时反映水质情况, 无法发现突发的污染搴故, 远远满足不了多方位、 多信息、 高速度、 高水平的管理要求。 北京市水体水质自动监测与评价系统的建立,是利用国外高新传感器技术监测实 时水质数据,自己研制存储和传输设备,利用有线电话、手机、卫星等通信手段把数据 传输到控制中心, 通过计算机技术及多媒体技术对水环境常规监测数据、自动监测数据 及水环境相关信息进行分析评价、预测。实时快速地反映水质变化,在防止突发污染事 故,及时了解情况,为有关部门提供科学决策依据等方面起到重要作用,也为将来向社 会发布水质公报创造条件。 二、自动水质监测站的布设 根据北京市水质及海河流域水环境治理规划中, 对省界间污染物进行总量控制的要 求,及时掌握入境水、出境水、境内水的水质、水量变化情况,在已有人工水质观测资 料基础上进行综合分析, 科学合理地选择能代表北京市地表水、地下水水质总体状况的 站点,建立地表水、地下水水质自动监测站和评价系统。 北京市入境水主要来自潮白河、永定河,其入境水量约占全部入境水量的 80%,来 水的好坏与多少直接影响市内水资源的质、量和开发利用。潮白河来水直接进入密云水 库, 永定河来水直接进入官厅水库, 密云水库、 官厅水库是北京市的重要水源地; 因此, 及时掌握这两个水库的水质、水量变化,基本可以反映入境水的质和量,为此把入境水 的自动监测站点定在潮河的下游和白河的张家坟、白河堡水库及出库的白河电站、水源 九厂取水口、永定河的八号桥及官厅水库出口等处。 境内的城市河道水质好坏直接影响到全市居民的正常生活,以及首都的国际形象, 所以在长河的的麦钟桥、北护城河的松林闸、永引渠的玉渊潭、南护城河的右安门、龙 潭闸建立多参数探头式水质监测站。京密引水渠是北京的重要供水渠道,计划在京密引 水渠上怀柔水库出口、龙山管理所建立多参数探头式监测站,恢复团城湖监测站。出境 水选择通惠河的高碑店闸和北运河的榆林庄建立监测蛄点。 北京市的地下水供水量占全市总供水量的 60%,地下水受地表水水体的影响较大, 为了及时掌握地下水水质变化,了解地表水回灌对地下水的影响,实现地表水、地下水16&&&&联合调蓄,地下水水质自动监测站点在平原地区布设 40 个(杨忠山等,2001) 。 三、自动水质监测仪器与监测项目的选择 水质连续自动监测系统是指在一个水系或一个区域设置若干个装有连续自动水质 监测仪器的监测子站与计算机控制中心,组成采样和测定的网络。20 世纪 70 年代初, 日本及欧美一些国家在一些水系建立了水文和水质连续自动监测系统及污染源水质连 绥自动监测系统。我国主要是近 10 年开始进行这方面工作。 1.监测仪器选择 目前世界上水质自动监测仪器主要分为两种, 一种是固定式, 由三个基本部件组成: ①采样和传感器装置;②电子信号调节器装置;③数据记录传输装置。采用这种方式可 以安装在特制集装箱内或自己建立的站房内。另一种是多参数探头式,此种仪器把传感 器和电子信号调节器集成在一起,可以直接悬挂在水中,不用采样泵和过滤系统,测定 pH 值、电导率、水温、浑浊度、溶解氧这些项目比固定式方法更准确,但氨氮、硝酸 盐氮精度要比固定式低一些。 广泛调查研究国际国内知名厂商水质监测传感器及分析仪器的测量分析方法、 实际 使用情况(现场应用条件、测量精度、稳定性、实用性及运行维护费用等) ,有针对性 地优选工作可靠、经济实用的传感器,是建立自动水质监测系统的重要工作。 地表水、地下水水质监测要求的项目很多,某些项目监测较简单,如水位、水温、 电导率、pH 值等,国内知名厂商的这类传感器可满足监测的需要。通过试验后,择优 用于地表水、地下水水质监测系统。 2.监测项目选择 北京市地面水主要受生活污水的影响,污染类型主要是有机污染,地下水主要受城 市生活污水及工业废水和城市垃圾影响,根据其污染特点及类型,合理选择监测参数, 以准确反映地表水、地下水水质状况。 地表水水质监测站监测的项目有:水温、水位、pH 值、电导、溶解氧、混浊度、 化学需氧量、氨氮、总磷、悬浮物等渗数。 地下水水质监测站监测的项目有:水温、水位、pH 值、电导、混浊度、硝酸盐氮、 氯化物、全盐量等。 地下水水位监测站只监测水位参数(杨忠山等,2001) 。 四、监测站系统结构及功能 根据各站的通信条件,对比选择合适的通信方式(如公众电话、卫星通信) ,建立 水质监测数据通信系统。重要站点可选用一种以上的通信方式保证数据的可靠传17&&&&输。监测站分布及系统结构如图 4-1 所示。 1.设备及系统 监测自动化系统集数据自动采集和系统控制为一体。各监测站可根据设定独 立工作,按要求自动采集水质参数和设备状态、自动记录并向中心站传输。中心站 接收、存贮和处理遥测数据,并控制管理各监测站,如查询监测站的数据和各种状 态、设定监测站工作方式、控制仪器开/停等。中心站还担负数据统计、报表生成、 图形化界面显示等工作。 2.监测站 监测站由传感器、分析仪、数据采集通信控制器及通信设备组成。传感器、 分析仪和通信设备采用国内或国外成品,根据我国的特点,研制高性能、低成本的 数据采集通信控制器。 数据采集通信控制器主要完成如下功能: (1)供数字输入/输出接口及电流电琏信号接口,采集水位、水温、pH 值、电导、溶 解氧等传感器参数和设备状态参数(如供电状态、设备故障等) 。 (2)供电流或电压接口,或通过 RS232/485 接口接入水质分析仪,完成通信协议转 换。 (3)监测参数及设备状态数据自记。 (4)提供通信线路接口以构成水质监测在线系统。 监测站设备及功能如图 4-2 所示。 3.水质监测中心站 水质监测中心站由计算机系统、通信设备及相关软件构成。 水质监测中心站设备及功能如图 4-3 所示。 水质监测中心站完成如下功能。 (1)数据通信:研究开发数据通信软件,为水质监测站与各水质监测站之间数 据通信提供协议。 在此基础上, 实现监测命令, 数据的实时传输及系统管理等功能。 (2)实时数据库:在水质监测中心站建立实时数据库。水质监测系统是水环境 信息空间管理系统的子系统, 不依赖于上级系统而单独存在, 系统涵盖了通讯技术、 数据库技术、网络技术等;能实现监测站诸多监测指标的自动测报,为水环境信息 空间管理系统自动监测部分提供数据源。 实时数据库保存当前质数据、系统设备状态及报警,对监测站的监测数据进行 统计;制作出包含平均值、最大值、最小值、出现时间等内容的各种表格,以及水18&&&&质过程线图,用于支持实时动态图形化显示、实时数据报表输出等。 (3)报警:判断当前水质数据是否满足报警条件,如有报警则生成报警记录, 写入实时数据库、历史数据库,驱动报警输出。 (4)实时监测界面:研究开发图形化的实时监测界面,界面与实时数据库的数 据同步更新。主要功能包括: 在实时界面上用曲线图实时显示自动监测站某监测指标的值; 即时用图形和声音信号实现监测指标数值超标报警; 即时用图形和声音信号实现监测指标变化率超标报警; 即时用图形和声音信号实现设备故障报警; 在实时界面上实现操作员指令的下发; 在实时界面上反映当前站点的路由信息。 (5)安全管理:由操作系统提供安全管理。在人机界面上设置口令,仅允许有权 限的操作人员进行操,记录操作人员的登录情况(杨忠山等,2001) 。 五、水环境信息管理系统总体设计 水环境信息管理系统要实现的功能是以北京市水务局、市环境保护局采集、化验分 析的水质数据为基本的数据来源, 以数据库技术、 地理信息系统技术和网络技术为载体, 通过建立北京市水质综合数据库和根据水质分析指标项数据标准, 可以记录和查询北京 市各类水体、水环境监测结果及水质类别,并根据其变化情况分析水质变化规律,预测 其趋势, 为上级领导部门决策提供可靠依据。北京市水环境信息管理系统总体设计如图 4-4 所示。 1.网络综合数据库 网络综合数据库系统包括的水环境信息内容有:降水水质、地表水水质(包括自动 监测站数据) 、地下水水质、水底沉降物、污染源、排污口以及污染事件等,通过综合 数据库和信息管理软件,能够以逻辑组合和空间关系组合等方式记录、查询、检索、分 析这类数据。 数据库包含几十张各种表格,表结构设计主要是如何以最优化的方式反映 出各种信息的全部, 实际应用中每张表可与其他表格建立合理的关系,表绪构设计是数 据库建立的 2.GIS 模型库及图形库 在永定河水系根据历史数据,运用水化学公式、水动力学公型,预测官厅水库在不 同出库水质、水量的。情况城区河道水质变化情况,直接找出污染程度的 l 临界点,最 后利用基础数据库、预测模型结果,通过水系图形的动态显示,直接观察到河流每个控19&&&&制单元的水质情况,变静态的数据表格为动态的图形输出,在水系画面的基础上,随着 数据的变化,水质状况也会随之变化,反映到图形上的颜色和画面也随之变化。 主要工作内容包括: (1)根据水体功能和污染特点确定预测因子。 (2)根据污染物的迁移变化规律,建立数学模型。 (3)数学模型的参数确定及敏感性分析。 (4)模型的验证。 (5)GIS 应用软件的开发。 3.分析评价软件编制 要充分发挥地表水及地下水水质自动监测系统的作用,及时全面了解水质状况,并 做出下一步决策,数据处理及分析评价预测处于极其重要的位置。该部分有以下内容: (1)统计分析:对数据库的监测数据进行统计,制作出包含平均值、最小值、出 现时间、超标值、超标倍数、河长等内容的各种形式的表格,以及水质变化过程线图、 柱状图等。 (2)水质评价:对监测数据根据国家地表水环境质量评价标准及其他相关评价标 准,运用极指数、内容基对不同水体进行自动评价,反映出水质的类评价图形。把地图 信息和数据信息完整的统均任意组合显示、查询统计、制作专题图、综合等功能。 4.水质监测站码方案制定和站码的编制 目前我国还没有统一的水质监测站码编制方案, 所以在制定方案时遵循下面三个原 则: (1) 尽可能与全国统一,以利推广。 (2) 北京市水质监测站点分类多,有其自身特点。 (3) 考虑与水文站网编码方案结合。水质监测站网编码统一由 14 位数字组成, 覆盖所有水质站的站码,分为两类系统。 1)水质监测站有干支流概念的,如地表水、排污口、污染源等为一套方案。 2)水质监测站无干支流概念的,如降水、地下水等硬性划分为行政区的为一 套方案。 5.网络发布系统 网络发布系统数据来源为水文数据库据库、水质数据库、相关数据库、中间结果 数据库,可以向北京市相关单位、北京水务局局域网、水利部相关单位、社会公众发布 信息20&&&&系统基本功能: (1)从各数据来源库中找出所需的数据输出到各个不同的出口,定期更新或实时更 新。 (2)根据不同的数据要求,输出相应的图表。 (3)可以对输入、输出结果进行审核。 (4)完成与各种不同类型通信设备的连接及通信。 (5)对各个不同的数据表采用不同的安全级别。 (6)在程序库中进行各种数据的运算处理,只能从数据库中调数据。 (7)输出表与输入表的关系是可以改变的(杨忠山等,2001) 。 六、建设自动水质监测与评价系统时应注意的问题 应用水质自动监测传感器、现代通讯技术、计算机图形可视化技术的水环境监测、 管理、分析系统,能及时准确地处理大量的、随时间和空间不断变化的环境信息,为决 策者进行水环境问题的分析提供了简单易行的技术手段。 同时, 通过系统的运行北京市水文总站的研究人员发现有如下几点问题需要在建设 自动水质监测与评价系统时注意。 (1)布设站点时应选择好控制点,不宜贪多。自动水质监测站一次性投资大,数据 量大, 运行维护费用较高, 所以在选择站点时应选在流域或省界断面以及水质变化幅度 较大的重要取水口, 便于污染物总量控制的需求和供水安全调度。应尽量做到既节省资 金又满足使用需求。另外站点选择在有水文站或闸坝的地方。 (2)选择监测仪器时应将大型固定站和小型多参数探头站相结合,固定站监测项目 多,精度较高,所以适宜建立在流域或省界断面以及水质变化幅度较大的重要取水口, 小型多参数探头站参数相对较少, 适宜建立在一般河道站点,可以通过监测常规水质参 数来反应水质变化的趋势。 这样固定站和多参数探头站可以通过很好的结合来综合反映 一个区域的水质变化情况。 (3)在城区或能够安装电话的地方建站,数据传输最好使用有线通讯。在城区移动 电话及 BP 机网络繁多,功率大,所以无线通讯干扰大,保证率低。而有线通讯干扰小、 运行费用低, 保证率高, 在重要站点可以选用一种以上的通讯方式, 如公众电话网 GSM、 卫星通讯等。 (4)目前,水质连续自动监测技术的发展,首先是监测那些能够反映水质污染综合 指标的项目,如 pH 值、电导率、浑浊度、DO、COD、TOC 等项目,以便及时发现水 质是否被污染, 然后逐步增加具体污染项目的连续自动监测,并确定具体污染物的污染21&&&&程度。但在后一步尚未过关前,仍需采用实验室方法取样测定。故当前水质连续自动监 测,仍应以监测水质综合性指标变化为主,再逐步扩宽到具体污染物,即使有了各种污 染物的连续自动监测仪器,现场取样回实验室进行分析的手段仍然是一种必要的补充, 而不能完全被自动监测取代。 (5)在固定站前处理系统设计时不能千篇一律,要根据各站水质情况选择不同的前 期处理设备(杨忠山等,2001) 。 七、水质生物监测 为了保护水环境, 需要进行水质监测。 监测方法有物理方法、 化学方法和生物方法。 化学监测可测出痕量毒物浓度,但无法测定毒物的毒性强度。由于污染物种类极多,若 全部进行监测,不仅技术上有困难,而且也不经济。加之多种污染物共存时的各种复杂 反应,以及各种污染物与环境因子间的作用,会使生态毒理效应发生各种变化。这就使 理化监测在一定程度上具有局限性。生物监测与理化监测同时进行,可弥补理化监测的 不足,因为当水体被污染后,会影响生物个体、种群、群落及整个生态系统,使生态系 统发生变化,这些变化代表水污染(包括理化监测项目及未知因素)对生态系统的综合 影响。 生物监测是系统地根据生物反应而评价环境的质量。在进行水环境生物监测时,首 先遇到的问题是对哪些生物进行重点监测。我国的监测部门最初用的试验生物是鱼类。 后来逐渐认识到用微型生物或大型无脊椎动物进行监测更为合理。 微型生物群落包括藻 类、原生动物、细菌、真菌等。为什么利用微型生物进行水体生物监测?原因如下:就 试验而言,微型生物类群是组生态系统生物生产力的主要部分;微型生物容易获得;可 在合成培养基中生存;可多次重复试验;其世代时间短,短期内可完成数个世代周期; 大多数微型生物在世界上分布很广泛,在不同国家有不同种类,易于对比。 用水中微型生物进行水污染监测有一个由初级向高级展的过程。20 世纪初开始以 指示生物的种类去评价水质;约 60 年以后,开始将水中微型生物视为群落,所以逐渐 发展为用水中微型生物的群落结构来评价水质; 最近又逐渐发展为以水中微型生物的群 落结构和群落功能来评价水质。 水中微型生物的群落结构可反映出不同种类及其数量的 差别, 而水中微型生物的群落功能则可反映出微型生物生命活动的特点。将结构与功能 结合起来分析,可更全面地了解水质污染的状况和变化趋势。22&&&&第五节 水质评价 水质评价, 为表示某一水体水质污染情况,常利用水质监测结果对各种水体质量进 行科学的评定。水质污染是随着工业发展和人口增长同时出现的。 20 世纪 50 年代以 来, 世界上一些河流水质日趋恶化, 水生物生存和发展受到影响, 用水安全得不到保证, 水资源供需矛盾加剧, 水质问题越来越受到人们的重视,水质评价工作也随着发展起来 0 2 0 世纪初,德国开始利用评价水质,随后,英国提出以化学指标对水质进行分类, 掌纪 60 年代以后, 各国相继提出了各类水质综合评价指数。 模型。 我国自 1973 年以来。 20 世纪初,德国开始利用水生物评价水质,随后,英国提出以化学指标对水质进行分 类。20 世纪 60 年代以后,各国相继提出了各类水质综合评价指数的数学模型。我国自 1973 年以来,在一些大中城市、流域及海域陆续开展了环境质量评价工作。1974 年提 出了水质质量系数,1975 年提出了水质质量系数,1977 年以来,又不断完善了水体质 量评价指数系统, 并就质量评价与污染治理的关系进行了深入研究。但这不能表示出水 质总的污染情况。 如何能综合各种污染物质, 有代表性地从整体上评价水质受污染的程 度, 即如何从各种水质参数简单量的概念出发,通过综合分析以求得从整体上说明水质 是否受到污染、污染的程度和广度等质的定量指标,则还在探索之中。 目前常用方法有两类:一是污染指数法,求出各种污染物的相对污染值。例如水中 污染物质的污染指数(P),是各种污染物质的检出值 Ci 与其允许值 C0(如地面水中有害 物质最高允许浓度)之比,即 P= Ci/C0。而且还假定各污染物质之间互不联系,因而各 种污染指数能在特定的数学模式中加以综合而得出水质质量评价。计算参数和分级标 准, 还因水体的具体要求预定, 如对饮用水为主的水库, 常用五大毒物为代表作为参数, 面对有机污染较严重的水体则选用溶解氧、生化需氧量等作为参数。二是分级法,即将 各参数的代表数值,用某分级标准(例如上述)逐个对比、分级,定出水质优劣。 此外, 某些生物类群在种类和数量上对水体污染状况的反应,水生生物监测的定性 或定量指标, 对水体底部的底质进行监测也是评价水体质量的重要方面,一般是根据水 体所在地区土壤的一般正常值(本底值)作为标准,参照水质评价中污染指数的原理计 算底质污染指数作为评价指标。 对水体环境质量进行综合评价时,常利用上述水质质量评价指标和生物监测指标、 底质监测指标。为保护健康和生活环境,各国多结合本国的具体情况,制定各自的水质 标准。 一般制定水质标准多以水体的现实状态为出发点,包括其本底状态及受人为污染 的影响,并根据水体的功能和评价的目标,分别制定。 一、水质评价分类23&&&&水质评价分类:水质评价按时间分,有回顾评价、预断评价;按水体用途分,有生 活饮用水质评价、渔业水质评价、工业水质评价、农田灌溉水质评价、风景和游览水质 评价别分;按水体类别分,有江河水质评价、湖泊(水库)水质评价、海洋水质评价、 地下水水质评价; 按评价参数分, 有单要素评价和综合评价; 对同一水体又可分别对水、 水生物和底质进行评价。 二、水质评价步骤 水质评价步骤一般包括:提出问题、污染源调查及评价、收集资料与水质监测、参 数选择和取值、选择评价标准、确定评价内容和方法、编制评价图表和报告书等。 (1)提出问题。包括明确评价对象、评价目的、评价范围和评价精度等。 (2)污染源调查及评价。查明污染物排放地点、形式、数量、种类和排放规律,并 在此基础上,结合污染物毒性,确定影响水体质量的主要污染物和主要污染源,作出相 应的评价。 (3)收集资料与水质监测。水质评价要收集和监测足以代表研究水域水体质量的各种 数据。将数据整理验证后,用适当方法进行统计计算,以获得各种必要的参数统计特征 值。 监测数据的准确性和精确度以及统计方法的合理性,是决定评价结果可靠程度的重 要因素。 (4)参数选择和取值。水体污柒的物质很多,一般可根据评价的目的和要求,选择对 生物、人类及社会经济危害大的污染物作为主要评价参数。常选用的参数有水温、pH 值、化学耗氧量、生化需氧量、悬浮物、氨、氮、酚、氰、汞、砷、铬、铜、镉、铅、 氟化物、硫化物、有机氯、有机磷、油类、大肠杆菌等。参数一般取算术平均值或几何 平均值。水质参数受水文条件和污染源条件影响,具有随机性,故从统计学角度看,参 数按概率取值较为合理。 (5)选择价标准。水质评价标准是进行水质评价的主要依据。根据水体用途和评价 目的,选择相应的评价标准。一般地面水评价,可选用地面水环境质疑标准;海洋评价 可选用海洋水质标准;专业用途水体评价,可分别选用生活饮用水卫生标准、渔业水质 标准、 农田灌溉水质标准、 工业用水水质标准以及有关流域或地区制定的各类地方水质 标准等。 底质目前还缺乏统一评价标准, 通常可参照清洁区土壤自然含量调查资料或地 球化学背景值来拟定。 (6)确定评价内容及方法。评价内容一般包括感观性、氧平衡、化学指标、生物学 指标等。评价方法的种类繁多,常用的有:生物学评价法、以化学指标为主的水质指数 评价法、模糊数学评价法等。24&&&&(7)编制评价图表及报告书。评价图表可以直观反映水体质善好坏。图表的内容可 根据评价目的确定,一般包括:评价范围、水系图、污染源分布图、监测断面(或监测 点)位置图、污染物含量等值线图、水质、底质、水生物质量评价图,水体质量综合评 价图等。图表的绘制一般采用:符号法、定位图法、类型图法、等值线法、网格法等。 评价报告书编制内容包括:评价对象、范围、目的和要求,评价程序,环境概况,污染 源调查及评价,水体质量评价,评价结论及建议等。 三、水质评价方法 目前,用于水质评价的方法种类繁多,大体上可分为:一般统计法、综合指数法、 数理统计法、模糊数学综合评判法、浓度级数棋式法、Hamming 贴近度法。各种方法 的适用范围及其主要优缺点列在表 4-15 中。 前面介绍了为不同水体及不同使用目的所制定下的水质标准, 这些标准规范了不同 水质的使用范围。在多数情况,需要对水体环境质量给予综合评价,以便了解其综合质 量状况,这就需要选定合适的水质评价方法才能实现这一目的。因此,只有选择或构建 了正确的评价方法,才能对水体质量做出有效评判,确定其水质状况和应用价值,从而 为防治水体污染及合理开发利用、保护与管理水资源提供科学依据。 水质评价是一项复杂的综合性工作,各类评价方法,都有一定局限性。一个全面的 水质评价,应反映出水体的污染程度、污染范围和污染历时等三方面的内容。但已有的 评价方法,大都仅在一定程度上反映水体污染程度,而对其他两个方面反映得很不够。 因此, 水质评价的发展方向是不断完善综合评价法和生物学评价法,以及在水资源开发 利用中采用水质和水量统一的评价方法。 四、水质警报及水质预报、预测 随着工农业生产的发展, 江河湖库的水污染日益加重,已严重影响到水资源的开发 利用和国民经济的可持续发展。为了加强水资源的统一监督管理,有效保护水资源,及 时作出水质警报及预报势在必行。为此,SL 250-2000《水文情报预报规范》将水质警 报及预报纳入本规范,作出了把水质警报及预报列为水文情报的一项重要内容的规定。 水质预报是根据沔染物进入江河水体后水质的物理、 化学和生物化学迁移以及转化 规律预测水体水质时空变化情势。 由于各地排放到水体的污染源种类各不相同,发生突 发性污染事故时,水质要素的变化更为复杂,因此,水质警报及预报的要素应根据具体 情况和要求加以选择。 水质警报及预报是当水质在短时间内发生重大的变化(如发生突发性污染事故) 时, 为提前采取相应防范措施而发布的具有很强的时效性。所以,在发布警报及预报的同时25&&&&要进行跟踪调查和监测,并及时发布修正预报。 编制水质预报方案要依据预报的水质要素(某项或几项水质指标) 、污染源状况和 水文要素(如水位、流量、流速、蓄水量等) ,以及河道特性等情况来选定所采用的的 方法或数学模型。 水质预报中的经验相关方法包括水质—流量相关法、 上下游水质相关法和多元线性 相关法等。 水质模型是模拟污染物在水体中运动变化规律的数学函数或逻辑关系。 水质模型按 系统信息完备程度可分为黑色、 白色和灰色三种,按输入—输出变量间的数学关系可分 为确定性模型和随机模型,按使用参数的时变性质可分为稳态模型和动态模型。 按污染过程的变化性质,水质预报模型可分为:生化模型、纯输移模型、纯反应模 型和输移与反应模型以及生态模型。 在制作水质预报方案时, 要根据具体情况和要求经过充分论证,选择适用的方法或 模型。鉴于目前水质预报尚处于起步阶段,因此其误差评定标准比洪水预报略宽。 预报水质在某个时段的变化。预报的主要内容是:水体的污染状况,包括水体枯水 期的污染,工矿、船舶事故引起的突发性污染。及时发布水质预报,便于水质管理机构 采取防护措施。 为了做好水质预报工作, 水质监测站要装设自动连续监测装置。水质污染连续自动 监测的项目有水温、溶解氧、pH 值、电导率和混浊度等。 水质预报除了要有现场的水质数据外,还需要有与其相应的水量预报数据。水质颈 报的方法和水质预测方法基本相同,需要利用已有的水质、水量资料,建立水质预报模 型,预先编制水质预报方案。对于枯水期水质严重污染的河流,可利用水文站和自动监 洲站获得河段上断面逐时 (日) 的水量水质数据和污染源排污根据预报程序, 进行计算, 发布水质预报。 水质预测是推测水质在未来一定时间内的变化。水质预测对水质规划、控制具有十 分重要的意义。进行水污染防治规划,需要预测将来不同排污水平下水体水质的变化, 以便制定出合理的水污染防治规划方案。进行工程建设项目的环境影响评价,需要预测 拟建厂矿或水利工程建成后, 因增加厂矿排污或改变水体环境条件而引起的水体水质变 化。确定新排污口的合理位置,改造现有的排污口,了解水体沿岸现有厂矿与城镇排污 对水体污染的定量关系,估算水环境容量,确定河流容许污染负荷量、湖泊(水库)容 许污染负荷量,制定排放标准,改善与控制水体污染等,均需要进行水质预测。 水质预测发展概况:20 世纪 20 年代中期,美国为公共卫生工程进行的河流溶解氧26&&&&沿程变化的估算,是现代水质预测历史的开端。20 世纪 70 年代以来,水质预测有了较 大发展。美国、联邦德国、日本等国家开展了一些河湖水质预测(多数是点源污染) 。 1987 年我国水利电力部和国家环境保护局共同组织完成了《 2000 年中国江河污染预 测》 ,并对主要湖泊污染预测进行了研究。 1.水质预测程序 (1)调查、实测和预测水体污染物的初始含量和污染源排量。例如,河流的水质 预测, 需要掌握初始时河段上断面来污量和旁侧排污量作为输入数值,来预测下游某一 断面的水质变化。 (2)根据水污染物进入水体发生的物理、化学和生化效应,建立水质模型。 (3)根据上述资料,运用水体水质模型,进行水体水质预测。 为了做好水质预测工怍,需要按照一定要求,布设水文、水质站点,监测水质变化 情况,积累资料。由于水质和水量密切相关,做水质预测时对模型中要求的水量,需利 用水文学方法进行计算(如用水文频率计算法来推求水量特征等) 。 2.水质预测方法 点源污染的水质预测方法: 建立相关统计模型进行水质预测。将水质系统的运行状 态作为一种“黑箱” ,不考虑其运行机制的细节,只建立水质与其因子间历史资料的统 计相关。 这种方法带有经验性与地区性特点, 例如采用水质和河流水文要素 (如流量等) 建立关系,作河段水污染变化的预测;利用上下游水质存在的关系(多无相关)及混合 物质平衡原理建立水质预测模型, 求解确定性水质模型进行水质预测。根据水体水质的 物理,化学与生化作用的性质,运用模型求解(解析解或数值解)后,用实测资料确定 模型参数,进行验证和误差分析,作出水质预测。此法应用较普遍。此外,还有采用随 机性水质模型来进行水质预测的。 非点源污染的水质预测方法:调查和实测降雨、径流冲刷所产生的污水及其成分, 研究产流、产污特性和流域面上汇流、集流过程,以及污水进入水体的运动演化规律, 然后进行水质预测。非点源污染的预测比较复杂,难度较大,尚处于研究探讨阶段。 河流水体水质评价是判断河流水体的污染程度,划分污染等级,确定污染类型,为 水资源开发利用及水源保护提供依据。第六节国内外水质保护的范例为了有效地保护水质, 通常的做法是划分水资源保护区,消除或尽可能减少地面水 及地下水水源受到污染或引起水质变化而影响其供水功能,在水源地周围设立保护区。27&&&&对地面水水源要求:①取水点周围半径不小于 100m 的水域内,不得停靠船只和进行游 泳等污染活动, 并应设明显标志; ②取水点上游 1000m 至下游 100m 水域不得排人工业 废水和生活污水, 沿岸不得堆放废渣垃圾、 污水灌溉、 施用剧毒农药等。 对于地下水源: ①取水点防护范围应根据当地水文地质条件确定;②在取水井影响半径范围内,不得使 用污水灌溉、施用剧毒农药、修建厕所、堆放废渣、铺设污水渠道,并不得从事破坏深 层土层活动。 要求对水源保护区周围地区经常进行水源保护的监视及采取防止污染的措 施。 由于人口和经济迅猛发展, 从而对水量水质的需求越来越高,另一方面是水资源日 益枯竭;另一方面是水体污染日趋严重,因此必须建立有效的监督管理制度,对管辖范 围内水资源开发利用、河道的水质和水量进行监督和保护。监督水的利用和保护,定期 对地下水、地面水的状况进行分析,检查用水计划的合理性,控制污水排放,并向司法 机关对破坏水资源肇事者提出诉讼等,实现保护地表水和地下水免受污染,防治、减轻 直至消除水体污染,改善和保持水环境质量。 设立水源保护管理机构, 可根据有关环境保护法律和控制标准,协调和监督各部门 和工厂企业的发展规划, 执行奖惩制度, 以保护水体。 在水体污染的预防和治理关系上, 强调以预防为主的方针, 对污染物的排放总量进行控制,使污染物总量不超过水体的自 净能力。另外,应促进建设城市的和区域性的污水处理厂,杜绝工

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